[發明專利]一種發動機高溫高壓腔界面體動態端密封配氣結構

無效

• 申請號: 200910143631.8
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101555813A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 靳宇男
• 申請（專利權）人: 靳宇男
• 主分類號: F01L7/08
• 分類號: F01L7/08;F02F1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及發動機領域。

背景技術

眾所周知，無論對發動機還是壓氣機，其氣缸密封性都是至關重要的，特別是對發動機來說，其密封性決定了發動機的性能、效率和壽命，是發動機設計和制造過程中的最最重要的問題。現代發動機活塞與氣缸套之間通過機油潤滑活塞環的設置，使活塞與氣缸套之間滑動密封，這種結構確實大幅度提高了發動機的密封性。但是這種結構是解決了氣缸和活塞間的徑向密封性，而解決不了發動機中高溫高壓腔界面體上一部分和另一部分的端部之間具有補償性的密封問題(所謂高溫高壓腔界面體是指發動機的氣缸外壁、活塞和氣缸蓋，也可以是其它高溫高壓區域的外表面體)。近年來，對于對置氣缸發動機以及外開閥體配氣發動機的研究開發也比較盛行，為了解決這類發動機燃燒時的密封問題，需要發明一種對熱形變、磨損以及加工誤差具有良好補償能力的新型動態端密封配氣結構。

發明內容

本發明公開了一種設在高溫高壓腔界面體上(所謂高溫高壓腔界面體是指能盛裝高溫高壓介質比如發動機燃燒爆炸后的高溫高壓氣體、燃氣輪機的高溫高壓混合氣、高溫高壓水蒸汽等的密閉空間的外壁，在傳統發動機中是指氣缸外壁、氣缸蓋和活塞)的動態端密封配氣結構。所謂高溫高壓腔界面體動態配氣結構是將高溫高壓腔界面體外開通口和高溫高壓腔界面體外開通口對應件相互對應設置，外開通口的對應件受對應件正時控制裝置控制，沿氣缸軸線方向運動按發動機正時要求將與之對應的外開通口打開或關閉。

所謂高溫高壓腔界面體外開通口對應件是指設在氣缸蓋或其它部位上的氣缸外開配氣座口，或指對置氣缸發動機中的氣缸端口。高溫高壓腔界面體外開通口對應件是指外開閥體或在滑動氣缸配氣發動機中的滑動缸。

所謂內等形變開口環是指通過調整開口徑向組合方式動態徑向彈性密封環中的內環在圓周方向不同位置上的斷面面積或在不同位置上設缺口以使此環達到在徑向方向具有相等的彈性系數。所謂外等形變是指通過調整開口徑向組合方式動態徑向彈性密封環中的外環在圓周方向上不同位置的斷面面積或在不同位置上設缺口以使此環達到在徑向方向具有相等的彈性系數。

徑向分力面可以為錐面、球面、曲面等，在兩個對應端面之間設浮動徑向彈性密封環結構體，在氣缸外開通口受到氣缸外開通口對應件的壓迫時，將在徑向發生一定的位移，從而補償由于加工誤差、冷縮熱脹變形及磨損所造成的影響，確保高度密封性。錐面環形彈性結構可以一個端面設為錐面，也可以兩個端面均設為錐面，根據需要可以設為內錐式或外錐式，也可以單獨使用或多個軸向落裝使用；所謂浮動徑向彈性密封環，是將密封環結構體與氣缸外開通口浮動設置，這樣密封環就可以自轉，密封環的轉動等同于氣缸外開通口與氣缸外開通口對應件相對應的兩個面在轉動，同時可以通過在密封環上設置導氣結構，保證密封環按同一個方向自轉，從而補償由于加工誤差、冷縮熱脹變形及磨損造成的影響，確保高密封性。所謂開口徑向組合式浮動徑向彈性密封環是由兩個或兩個以上開口的浮動徑向彈性密封環徑向套裝而成的。在裝配時，不同環的開口應錯向安裝，例如，兩個開口環的開口互相形成180°，三個開口環的開口互相形成120°。同樣，錐面可設為內錐面或外錐面，開口徑向組合式浮動徑向彈性密封環也可單獨使用或將多個開口徑向組合式浮動徑向彈性密封環軸向落裝使用。

所謂外缺口梯形浮動徑向彈性密封環是指當密封環的內口與對應件對應面密封接觸時，為了保證密封環整體形變盡量保持一致，受到大的爆炸力或關閉撞擊力的時候不會發生翹曲形變，就在密封環的外側均布開一些小缺口。同理，如果是密封環的外側是與對應面密封接觸時，就在密封環的內側均布開一些小缺口。對于開口徑向組合式浮動徑向彈性密封環來說，同理，為了避免在開口處形成大的應力集中和形變，根據密封環與對應件對應面接觸面的不同位置，將密封環內環設計成不等截面的偏心結構體，或是將密封環外環設計成不等截面的偏心結構體，使開口徑向彈性密封環各處的徑向形變趨于一致，也即等形變開口環；或是在密封環內環的內側及對應外環外側開一些等截面(即缺口深度、寬度均相等)、不等密度的缺口，或是開一些密度相等但不等截面(即缺口深度不等或缺口深度和寬度均不同)的缺口，達到開口浮動徑向彈性密封環各處的徑向形變趨于一致的目的。